Основными задачами биологической рекультивации является возобновление процесса почвообразования, повышение самоочищающей способности почвы и воспроизводство биоценозов. Биологическим этапом заканчивается формирование культурного ландшафта на нарушенных землях.

Организационно биологическая рекультивация проводится в две стадии. На первой выращиваются пионерные (предварительные, авангардные) культуры, умеющие адаптироваться к существующим условиям и обладающие высокой восстановительной способностью. На второй переходят к целевому использованию. Земли, загрязненные тяжелыми металлами, органическими веществами или продуктами промышленной переработки, на первой стадии подвергают очистке с помощью сорбентов, растений или микроорганизмов (биодеструктуров), а затем включают в хозяйственное использование под жестким контролем со стороны санитарно-эпидемиологических служб .

Биологическая рекультивация земель загрязненных нефтью и нефтепродуктами

В период интенсивного развития промышленности и транспорта, повысилось производство и использование нефтепродуктов. Нефтепродукты транспортируются на огромные расстояния.

Нефтепродукты попадают в почвы, в природные воды, загрязняя их.В настоящее время теряется до 1,5% объема добытой нефти. Эти потери попадают в почвы, в реки и другие водоемы, приводя к их загрязнению. Загрязненность почв нефтепродуктами нередко достигает 10 кг/м2 (при ПДК= о.1 мг/кг почвы), а в водоемах - до 20 мг/л (при ПДК = 0,05 мг/л). При содержании в почве нефтепродуктов около 300 мг/кг, она становится субстратом, на котором биота или угнетается, или погибает.

Разлив сырой нефти приводит к образованию на поверхности почв битуминозных солончаков, к цементации поверхности почв, их гудронизации, к отакыриванию.

Нефть и нефтепродукты вызывают подщелачивание почв, их осолонцевание, гибель почвенной мезофауны.

Загрязнение почв сырой нефтью и нефтепродуктами происходит в зоне действия нефтепромыслов, на территориях нефтехранилищ, на заправочных станциях, а также в зоне производственных предприятий, сжигающих нефтепродукты. Последние выбрасывают в атмосферу большое количество сажи, сернистых соединений, которые в итоге попадают в почву и в природные воды, загрязняя их .

Состав работ зависит от степени загрязнения. При незначительном загрязнении активизируют деятельность почвенных микроорганизмов по деструкции углеводородов. Сюда входит рыхление почвы, внесение извести, гипса, высоких доз органических и минеральных удобрений с последующей запашкой, создание мульчированной поверхности из высоко питательных смесей, посев повышенными нормами нефтетолерантных растений; возможны варианты применения сложных комплексов: NPK + навоз; NPK + известь; NPK + известь + навоз. Высевают устойчивые кормовые растения, использование которых должно строго контролироваться, поскольку в них могут накапливаться такие канцерогены, как полициклические ароматические углеводороды.

При сильном загрязнении сооружают инженерно-экологические системы. Создание таких системы обусловлено высокой подвижностью нефтепродуктов в компонентах геосистем, особенно при длительном загрязнении почв, и образованием больших ареалов свободных и связанных нефтепродуктов на границе раздела зоны аэрации и подземных вод. Подобные антропогенные залежи нефтепродуктов формируются вблизи складов топливно-смазочных материалов, нефтебаз и нефтеперерабатывающих заводов. Они вызывает опасность загрязнения не только почв но и подземных и поверхностных вод. Поэтому задачами инженерно-экологической системы являются удаление подвижных нефтепродуктов, рекультивация почв, защита рек и водозаборов от загрязнения нефтепродуктами с одновременной локализацией очагов загрязнения .

Рыхление снижает дефицит кислорода и разрушает гидрофобную пленку поверхностных нефтяных компонентов, улучшает аэрацию почвы. Известкование или гипсование применяется для нейтрализации почвенной кислотности или щелочности. При нефтяном загрязнении снижается количество поглощённого кальция и магния, а внесение извести улучшает агрохимические свойства почв и ускоряет разложение метанонафтеновых структур. На почвах, имеющих показатель рН солевой вытяжки меньше 5,4, проводится известкование, а при содержании обменного натрия в составе поглощающего компонента почвы более 10% требуется гипсование. Нормы извести и гипса следует рассчитывать по рекомендациям агрохимических служб.

Для увеличения активности природной микрофлоры в почву вносят минеральные и органические удобрения. Например, торф является наиболее доступным субстратом, запасы которого достаточно велики, а затраты на добычу сравнительно низкие. В торф целесообразно добавлять азот и фосфор в виде удобрений.

Применяются также жидкие рекультиванты (молочная сыворотка, дрожжевая бражка), которые вносят через месяц после механической обработки территории. Полив почвы молочной сывороткой производится из расчета 5л/м2. Затем вносится навоз с помощью разбрасывателя. Норма внесения 3-5кг/м2. После этого производится запахивание навоза отвальными плугами, рыхление культиватором или боронование. Обработанная почва подвергается выдержке - 3 зимних и 2 летних сезона - для придания первозданного состояния.

Для получения биопрепаратов используют также специальные бактерии, дрожжи, грибы. Получают биомассу жизнеспособных клеток углеводородоокисляющих микроорганизмов с особенными физико-биохимическими свойствами. Микроорганизмы утилизируют нефть, создают благоприятные условия для образования органических соединений гумусоподобного характера, влияющих на почвенное плодородие .

Нефтезагрязненные почвы обрабатывают Acinetobacter sp., Alcalgenes sp., Pseudomonas sp., одновременно вносят растворы фосфорных и аммонийных солей. Нефтепродукты на поверхности почвы уничтожают бактерии видов Actinomycor elegans и Geotrichum marinum. Использование Actinebacter sp. дает 80%-ный эффект очистки от ароматических соединений по истечении 5 недель. Для деструкции нефти и нефтепродуктов выделены штаммы галотолерантных и галофильных архебактерий. В условиях высоких температур могут быть использованы бактерии вида Bacillus albiaxialis. Бактерия рода Desulfobacterium осуществляет деградацию салицилата в условиях сульфатредукции. Streptomyces albiaxialis разлагает углеводороды нефти при содержании соли до 30%; эффективность при оптимальной температуре 28-30°С достигает 50% .

На рис.3 представлена блок-схема рекультивационных мероприятий нефтезагрязненных земель при помощи биопрепаратов.

Рис. 3 - Блок-схема рекультивационных мероприятий

рекультивация земля полигон отвал

Принцип организации системы биологической очистки грунта на месте загрязнения (in situ) представлена на рис.4.

Рис. 4 - Схема процесса очистки почвы от нефтепродуктов с внесением нефтеокисляющих микроорганизмов

В таблице 2 показана характеристика некоторых биопрепаратов, применяемых для очистки нефтезагрязненных земель.

Таблица 2 - Характеристика некоторых биопрепаратов деструкторов нефти

Имеются еще множество биопрепаратов, предназначенных для деградации нефти. Например, препарат «Альбит» вносят в почву совместно с высевом трав или после высева в концентрации 1,5-3,5л на гектар (рабочий раствор 100-300л/га). «Альбит» за один вегетационный сезон снижает загрязнение почвы до 10раз.

Нетоксичный биоагент «Файрзайм» включает в себя сброжженные ферменты и питательные вещества. Микроорганизмы быстро размножаются и разлагают (съедают) нефтяное пятно и другие загрязнители с образованием углекислого газа и воды. Обработка почв производится водным раствором методом дождевания (опрыскивания) поверхности грунта. Количество концентрата зависит от глубины пропитки нефтепродуктами почвы. Например, для уничтожения пропитки толщиной 5см требуется 50г на 1м2, 200см - 200г.

Для зачистки загрязненной площадки применяют биопрепарат «Микромицет» фирмы «Биолант». Уже через месяц после обработки препаратом отмечается спороношение грибов, т.е. происходит активная работа микроорганизмов. Достоинство метода - отсутствие побочных эффектов от воздействия на окружающую природную среду.

Препарат «Путидойл» состоит из нефтеокисляющих бактерий, минеральных солей, остатков питательной среды. Используется для рекультивации земель и очистки поверхности водоемов.

Биопрепараты серии «Биодеструктор», производимых в России, предназначены для ликвидации загрязнения нефтью и нефтепродуктами, конденсатом и другими органическими соединениями почвы (поверхностных и нижних слоев), извлеченных грунтов, грунтовых и сточных вод, а также технологических емкостей (поверхностей цистерн, резервуаров). Биопрепарат восстанавливает единый цикл обмена веществ путем внесения массированных количеств микроорганизмов, разлагающих токсиканты.

Применяются препараты «Торнадо», «Гера», «Валентис», «Лидер», «МАГ», разлагающие сырую нефть, бензин, масла, животные жиры, пестициды, диоксины.

Для ликвидации загрязнений нефтью почвогрунтов и поверхностных вод, включающих водотоки, применяются бактериальные препараты «Деворойл» (Институт микробиологии РАН, Россия), «Бациспецин» (фирма «Новодекс»), «Дестройл», «Мультис», «Пит Сорб» (Англия) и др.

Для очистки и рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами земель фирмой ЗАО «ПОЛИИНФОРМ» разработана и запатентована комплексная биотехнология «СОЙЛЕКС», включающая последовательное использование биопрепаратов разного целевого назначения. Технология включает механические, химические, сорбционные, микробиологические и другие методы удаления и деструкции нефтепродуктов .

За рубежом довольно широко для локальной очистки сильнозагрязненных почв и других материалов используется технология "биовосстановления", являющаяся весьма эффективной, но дорогостоящей. Суть этой технологии сводится к тому, что загрязненный материал загружается в биореактор, оборудованный паровой экстракцией, трубопроводами для подвода кислорода (или воздуха), питательных веществ и системами контроля рН и температуры. Биологическую очистку можно комбинировать с физическими методами, такими, как экстракция паром или адсорбция на угле для удаления летучих соединений, или с химическими методами для удаления токсичных компонентов или металлов.

В условиях города, когда многочисленны небольшие локальные разливы нефтепродуктов, непосредственное использование биопрепаратов на месте бывает нерационально. В этих случаях наиболее рационален сбор загрязненного грунта или породы путем срезки с последующей их биологической очисткой на специальных площадках .

К сожалению, в Казахстане до настоящего времени недостаточно внимания уделялось таким методам очистки. А те немногие зарубежные биопрепараты, которые используются, недостаточно эффективны, поскольку разработаны для районов, по климатическим и экологическим условиям резко отличающихся от нефтедобывающих регионов Казахстана.

«Институт микробиологии и вирусологии» задался целью создать отечественные технологии, которые были бы адаптированы именно к нашим условиям. Что не только закономерно, но более выгодно как в экономическом, так и экологическом плане. Поэтому в последние годы мы ведем научные исследования по созданию и применению таких биопрепаратов.

Научные сотрудники института уже выделили и изучили активные штаммы микроорганизмов, способные к эффективной утилизации нефти и нефтепродуктов. Создана уникальная коллекция штаммов таких микроорганизмов, адаптированных к почвенно-климатическим условиям нефтяных месторождений Казахстана. На основе этих исследований была разработана и внедрена в производство серия биопрепаратов «Бакойл-КZ». Разработана и технология их применения. Уже получены патенты РК на штаммы, на способы производства, на товарный знак. Выданы сертификаты о происхождении продукции и соответствия продукции. Эффективность этого отечественного биопрепарата доказана на различных месторождениях Мангистауской и Атырауской областей. В частности, подтверждено, что они способны в течение полутора-двух месяцев разрушать до 98% нефти, содержащейся в почве .

Институтом уже заключены договора на поставку биопрепарата с рядом компаний для очистки более 70 га нефтезагрязненного грунта в Западном Казахстане. Отечественные препараты, что доказано прак­тикой, могут использоваться для доочистки почв в тех случаях, когда другие методы не справляются. Их применение соответствует всем известным мировым стандартам и способст­вует оздоровлению окружающей среды .

Имеются и другие биопрепараты, производимые в Казахстане. Одним из таких является «Нефтедеструктор-КазБио», производимый в нашей стране с 2011г. Это новый высокоэффективный биологический препарат на основе Rhodococcus erytropolis штамм КД, предназначен для очистки почв, земель, грунтов, шламов, водных поверхностей от нефтяных загрязнений. «Нефтедеструктор-КазБио» представляет собой концентрат живых бактерий, готовых к применению без предварительного оживления или активизации и обладает высокой активностью окисления углеводородов различных классов.

«Нефтедеструктор-КазБио» активно работает в диапазоне температур +5 - +400С. При отрицательных температурах микроорганизмы, входящие в состав препарата, не погибают, и восстанавливают свою активность при наступлении положительных температур. В случае обработки нефтезагрязненного участка биопрепаратом под зиму, рано весной после таяния снега сразу начинается деструкция углеводородов, что фиксируется визуально - поверхность обработанного участка становится коричневой, а поверхность участка, где препарат не применялся, остается черной.

Норма внесения препарата зависит от первоначального уровня загрязнения, а также от условий вегетационного периода. При температуре воздуха +20°С и увлажнении 60-70% ППВ разложение углеводородов до СО2 и Н2О протекает значительно интенсивнее, при этом дозу препарата можно снизить. При менее благоприятных условиях (колебания температур от +5 до +40°С, нерегулярном увлажнении - засуха, дожди) рекомендуются следующие нормы, указанные в таблице 3 .

Таким образом, сравнив несколько методов рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, можно выделить ряд преимуществ биотехнологии перед остальными вариантами:

экологически чистая технология, так как используются естественные биологические процессы жизнедеятельности микроорганизмов;

экономичнее использовать биопрепараты, так как их внесение в почву не требует большого количества, что снижает затраты на их покупку;

занимает относительно малое количество времени восстановления почвы;

Республика Казахстан, имея большие запасы нефти и, соответственно, не меньше проблем от последствий нефтедобычи, разрабатывает различные биопрепараты аборигенного состава микроорганизмов, тем самым экономя на закупке зарубежных препаратов, так как себестоимость отечественных в 4-5 раз меньше. Нашими учеными ведутся интенсивные научные исследования по поиску штаммов-нефтедеструкторов и созданию биотехнологий, основанных на их способности использовать составные части нефти в качестве источников питания.

Биологическая рекультивация

(от лат. re - приставка, означающая повторность, и позднелат. cultivo - обрабатываю, возделываю * a. biological recultivation; н. biologische Rekultivierung; ф. remise en culture biologique; и. recultivo biologico, reproduccion biologica ) - мелиоративных и агротехнических мероприятий по восстановлению плодородия и хоз. ценности земель, осуществляемый после технической рекультивации. включает известкование, гипсование, промывку, пескование, глинование и др. приёмы, направленные на улучшение хим. и физ. свойств рекультивац. слоя. Агротехн. приёмы предусматривают систему обработки и удобрения насыпного слоя или слоя г. п. (рекультивац. слоя), спец. севообороты, посадку древесно- кустарниковых растений и др. Биол. активность рекультивируемого слоя повышается с помощью микроорганизмов, вносимых с органич. удобрениями. Обычно биол. этап рекультивации длится от 4-6 до 10 лет.
Состав и объём работ по Б. р. определяется в зависимости от направления рекультивации (создание с.-х. угодий, лесных насаждений, декоративно-озеленит. комплекса), а также от свойств г. п., слагающих поверхностный рекультивируемых земель. В СССР Б. р. выполняется на основании проекта рекультивации, разрабатываемого (в увязке с проектом горн. работ) проектными организациями мин-в и ведомств, эксплуатирующих м-ния п. и., с привлечением (на договорных условиях) проектных орг-ций Минсельхоза СССР, Гос. к-та лесного х-ва СССР и Минрыбхоза СССР. Проекты создания садово-парковых насаждений на нарушенной территории включаются в генеральные планы развития населённых пунктов и пригородных зон.
Б. р. на землях, предназначенных для использования в сельском и лесном х-вах, осуществляется землепользователями (совхозами, колхозами, лесхозами и пр.) за счёт средств горн. предприятий, проводивших на этих землях работы. На Б. р. приходится до 25% (0,2-1,5 тыс. руб. на 1 га) общих затрат горн. предприятия на рекультивацию нарушенных земель. Расходы на Б. р. земель относят на себестоимость добытого п. и. (при разработке м-ний), стоимость предприятий, зданий, сооружений (при стр-ве этих объектов) или работ (при проведении геол.-разведочных и др. работ). Литература : Moторина Л. В., Овчинников В. А., Промышленность и земель, М., 1975; ГОСТ 17 .5.1.01-78. Охрана природы. земель. Термины и определения. В. П. Костовецкий.

Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .

Смотреть что такое "Биологическая рекультивация" в других словарях:

биологическая рекультивация - biologinis atkūrimas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Geotechninių ir fitomelioracinių priemonių visuma pažeistų žemių derlingumui atkurti, dirvožemiui apsaugoti nuo erozijos ir defliacijos. atitikmenys: angl. biological… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Биологическая рекультивация земель - 16. Биологический этап рекультивации земель (биологическая рекультивация земель) этап рекультивации земель, включающий мероприятия по восстановлению их плодородия, осуществляемые после технической рекультивации... Источник: Приказ Минприроды РФ N … Официальная терминология

Биологический этап рекультивации или биологическая рекультивация - 7. Биологический этап рекультивации или биологическая рекультивация По ГОСТ 17.5.1.01 78 Источник …

биологический этап рекультивации земель (биологическая рекультивация) - 3.5 биологический этап рекультивации земель (биологическая рекультивация): Этап рекультивации земель, включающий в себя комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий по восстановлению плодородия нарушенных земель. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Земель (от лат. re приставка, означающая возобновление, и cp. век. лат. cultivo обрабатываю, возделываю * a. land reclamation; н. Bodenrekultivierung, Bodenwiederurbarmachen; ф. remise en etat des sols, rehabilitation des sols; и.… … Геологическая энциклопедия

Организационно технические и биологические мероприятия, направленные на восстановление пригодности земель для использования по целевому назначению. Различается техническая рекультивация (выравнивание поверхности или выполнение других земельных… … Словарь бизнес-терминов - комплекс мероприятий, направленных на восстановление хозяйственной, медико биологической и эстетической ценности нарушенных ландшафтов. В рекультивации ландшафтов различают 2 этапа: технический (рекультивация техническая) подготовка земель для… … Экологический словарь

биологическая мелиорация - Мелиорация, направленная на интенсивное повышение плодородия нарушенных земель, урожайности сельскохозяйственных и лесных культур путем применения системы агротехнических и гидромелиоративных мероприятий. Примечание К основным мероприятиям по… … Справочник технического переводчика

Горно-технический этап рекультивации земель

Рекультивация нарушенных земель

Рекультивация -комплекс работ по экологическому и экономическому восстановлению земель и водоёмов, плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось. Целью проведения рекультивации является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и водоёмов.

Причины возникновения нарушенных земель и водоёмов

Виды деятельности человека, в результате которых может возникать потребность в проведении рекультивации земель и водоёмов:

§ хозяйственная деятельность;

§ добыча полезных ископаемых, особенно открытая разработка месторождений;

§ вырубка лесов;

§ возникновение свалок;

§ строительство городов;

§ создание гидросооружений и аналогичных объектов;

§ проведение военных испытаний, в том числе испытаний ядерного оружия.

Два основных этапа рекультивации

Работы по рекультивации обычно имеют два основных этапа - технический и биологический. На техническом этапе проводится корректировка ландшафта (засыпка рвов, траншей, ям, впадин, провалов грунта, разравнивание и террасирование промышленных терриконов), создаются гидротехнические и мелиоративные сооружения, осуществляется захоронение токсичных отходов, производится нанесение плодородного слоя почвы. На биологическом этапе проводятся агротехнические работы, целью которых является улучшение свойств почвы.

Направления рекультивации земель

В зависимости от тех целей, которые ставятся при рекультивации земель, различают следующие направления рекультивации земель:

§ природоохранное направление;

§ рекреационное направление;

§ сельскохозяйственное направление;

§ растениеводческое направление;

§ сенокосно-пастбищное направление;

§ лесохозяйственное направление;

§ водохозяйственное направление.

Горно-технический этап начинается со снятия и буртования плодородного слоя (если он не нарушен). Мощность такого слоя определяется по почвенной карте, а при ее отсутствии - специалистами-почвоведами путем проведения специальных исследований. Почвенный слой, как правило, снимается бульдозером или грейдером и укладывается в бурты (кавальеры), которые хранятся до окончания строительных работ на площадке. Чтобы почва в буртах не размывалась водой или не раздувалась ветром в период хранения, рекомендуется бурты засевать травами, либо клевером, либо люцерной. Если снятая земля используется на площадке, то после окончания строительства она расходуется на планировку территории в соответствии с проектом. В некоторых случаях снятый грунт идет на выравнивание пониженных мест, засыпку ям, котлованов. Затем на выровненную поверхность как бы наносится почвенный слой, богатый органическими веществами. Если же территория используется для добычи строительных материалов, например, известняка, камня, гранита, то после снятия и складирования почвенного слоя приступают к производству вскрышных пород, из которых тоже формируют отвалы. При этом токсичные породы складируют отдельно от хорошей земли. Порядок работ определяется проектом рекультивации.

Биологический этап состоит в восстановлении плодородия нарушенных земель, создании и наращивании гумусового слоя почв путем посева трав, кустарниковых и древесных насаждений; допускается выращивание сельскохозяйственных культур. В последнем случае нужно соблюдать определенную последовательность: сначала культивировать малотребовательные культуры с большой растительной массой, а по восстановлении плодородия почвы - переходить к другим культурам на основе принятой агротехники их возделывания. На первых стадиях рекультивационных работ биологического этапа, как правило, преобладает лесоразведение, причем древесные породы подбираются в соответствии с кислотно-щелочными свойствами, механическим составом и другими особенностями грунтов и почвообразующих горных пород. Восстановление территорий осуществляется по различным направлениям предполагаемого использования:

Для нужд сельхозпроизводства (земледелие, садоводство и т.п.);

Для лесонасаждения, включая и промышленное лесопроизводство;

В целях создания водоемов различного назначения (рыборазведения, водоснабжения, устройства рекреационных зон и т.п.);

Под жилищное и промышленное строительство и др.

На успех рекультивации влияют многие факторы:

Петрографический и химический состав горных пород, складируемых в отвалах, кислотно-щелочные характеристики фильтрующихся сквозь них поверхностных, грунтовых и подземных вод;

Наличие примесей химических элементов в виде самостоятельных минералов или иных форм, способных переходить в растворимые в воде соединения (соли) с последующим накоплением в почвах и растительности и представляющих нередко токсичные вещества (ртуть, кадмий, селен, мышьяк и многие другие элементы);

Формы отвалов, крутизна откосов и др.

Если говорить простым языком, рекультивация – это комплекс мероприятий восстановления природных свойств земли и ее плодородности. Как же она проводится?

Протекание процесса и его этапы

Эта процедура представляет собой целое сочетание мероприятий и операций, которые тесно взаимосвязаны между собой и эффективность предыдущего непосредственно влияет на результативность следующего.

Специалисты выделяют две основные фазы данного процесса - техническая и биологическая рекультивация земель :

• техническая – заключается в осуществлении совокупности процедур, направленных на обновление земного ландшафта. На этом шаге проводится захоронение всех отходов;
• биологическая – состоит из нескольких взаимосвязанных агротехнических работ, основной задачей которых является повышение показателя плодородности, а также всех доброкачественных и структурных показателей земного покрова. Довольно высоких результатов на этой стадии удается добиться при использовании метода посева бобовых культур или черного тополя, которые обогащают его азотом. Актуальным также является и высадка молодых лессовых насаждений на месте вырубленных лесов.

Цель проведения рекультивации

Все перечисленные выше типы и многие другие в итоге неизбежно приводят к тому, что существенно нарушается структура почвы и ее строение, изменяется гидрорежим рельефа данной местности, приводит к образованию техногенных форм рельефа и прочим изменениям и нарушениям. Для того чтобы вернуть землям изначальную структуру и качественную среду и выполняют рекультивацию земель .

Проект рекультивации земель сельскохозяйственного назначения имеет своей целью сделать возможным дальнейшее применение восстановленных грунтов для исполнения эффективных сельскохозяйственных работ, создание максимально пригодных для жизни и продуктивной деятельности человека условий, возврат эксплуатируемому дерну изначальной структуры и химического состава, полное обновление экологической системы.

Какие существуют разновидности?

Рекультивация техническая и биологическая по методам их проведения, а также по дальнейшей эксплуатации рекультивированных участков включает в себя такие направления:

• лесохозяйственное – заключается в формировании лесных заповедников, высадке насаждений для защиты полей и лесов и пр;
• сельскохозяйственное – направлено на создание многолетних пастбищ и пашен, сенокосов и садовых площадей;
• водохозяйственное – такой курс подразумевает формировка разнообразных водоемов;
• рекреационное – основной целью является конструирование оздоровительных зон и баз отдыха, оздоровительных водоемов и сооружений спортивного назначения;
• строительное – возведение объектов гражданского и промышленного назначения.

На сегодняшний день состояние участков таково, что осуществление возобновления невозможно по какой-либо одной направленности. Необходимо применение нескольких вариантов, которые будут тесно взаимосвязаны друг с другом. Только слаженная и четкая работа может привести к положительным результатам.

Факторы, которые учитываются при выборе метода техрекультивации

На выбор одного или нескольких способов, определяющее значение имеют такие моменты:

• особенности природных условий;
• географическое расположение территории;
• технические условия на рекультивацию земель ;
• перспективная эксплуатация обновленной площади;
• сроки выполнения;
• химический, доброкачественный и структурный состав нарушенной целины и пр.

Особенность и вариации технического типа

Если говорить о данном шаге, хотелось бы более подробно остановиться на его разновидностях:

• проектировочно – структурный – суть заключается в разработке проектов формирования новых ландшафтов и поверхностей. Для этого практикуют такие средства, как профилировка, террасировка, планировка в вертикальном направлении, насаждение новых древесных и травянистых растений и пр.
• химический – тут применяют разнообразные химвещества (известь, гипс, глины, сорбенты, минеральные удобрения и др.), которые, воздействуя на поверхность почвы, способствуют восстановлению ее свойств и параметров;
• гидротехнический – технический этап рекультивации нарушенных земель , который выполняется с прибеганием к гидротехническим работам, отличается тем, что происходит избавление грунтов от лишней влаги и воды, путем орошения или мелиорации. Кроме этого, немаловажное значение также имеет и изменение периодичности затопляемости почв поверхностными водами;
• теплотехнический – пользуются такими технологиями, как обогрев и утепление поверхности, путем ее мульчирования или грядования.

Технический этап рекультивации практикуется с использованием какого-либо одного или комплекса мероприятий, которые дают положительный исход. Здесь влияют определенные географические и геологические причины, свойственные конкретной территории.

Характеристики биологического типа

Биологическая рекультивация земель представляет собой одну из стадий возобновления поврежденных территорий. Если говорить о поврежденных, то к ним относятся те, на которых наблюдается нарушение, разрушение или полное уничтожение природных компонентов (растения и животный мир, грунты, гидрологические объекты, рельеф).

Она ставит перед собой такие цели:

• полное или частичное обновление почвообразовательных процессов;
• увеличение способности к самоочищению земли;
• нормализация биосферы природы.

Что влияет на стоимость?

Проект биологической рекультивации содержит в себе детальные расчеты цены подобной процедуры. Стоимость биологической рекультивации зависит от таких факторов:

• расположение и техсостояние водоносных слоев;
• возможность начала заболачивания местности;
• наличие, количество и качественное состояние токсикологических веществ;
• месторасположение участка по отношению к населенным пунктам или другим делянкам;
• коэффициент районирования.

В основу сметной документации входит:

• сведения по затратной части;
• локальные сметы;
• расчетная стоимость услуг;
• расчет цены необходимых материалов, а также транспортных затрат.

________________________________

Возможно, Вам также будет интересно

Основными задачами биологической рекультивации является возобновление процесса почвообразования, повышение самоочищающей способности почвы и воспроизводство биоценозов. Биологическим этапом заканчивается формирование культурного ландшафта на нарушенных землях.

Организационно биологическая рекультивация проводится в две стадии. На первой выращиваются пионерные (предварительные, авангардные) культуры, умеющие адаптироваться в существующих условиях и обладающие высокой восстановительной способностью. На второй - переходят к целевому использованию. Земли, загрязненные тяжелыми металлами, органическими веществами или продуктами промышленной переработки, на первой стадии подвергают очистке с помощью сорбентов, растений или микроорганизмов (биодеструктуров), а затем включают в хозяйственное использование под жестким контролем со стороны санитарно - эпидемиологических служб.

Для разработки эффективных способов биологической рекультивации большое значение имеет изучение процессов эволюции растительного покрова в различных природных зонах и техногенных условиях.

Формирование растительного покрова на отвалах вскрышных пород идет очень медленно из-за сложного изменяющегося во времени рельефа поверхности отвала, бедности горных пород питательными веществами, неустойчивости водного и теплового режимов. Продолжительность естественного формирования растительного покрова в лесной и лесостепной зоне характеризуется тремя периодами:

В первые 5…6 лет от начала образования нарушенных земель появляется мозаичный несомкнутый растительный покров, состоящий из растений с широким диапазоном толерантности;

В последующие 5…6 лет формируются многовидовое сообщество растений (30…40 видов), в котором заметно проявляются зональные черты и складывается многоярусная структура биоценозов;

После 10…12 лет начинает преобладать дифференциация видового состава, господство переходит к многолетникам, создается устойчивый растительный покров с выраженной ярусностью, хорошо прослеживается сезонная динамика.

В сложных условиях сроки формирования растительного покрова значительно увеличиваются, например: на отвалах Подмосковного буроугольного бассейна с большой долей сульфидсодержащих пород к 20 годам растительный покров находится еще в начале второго периода.

На песчаных карьерах в степной зоне растительность появляется через 5…7 лет, к 10…12 годам может насчитывать 5…10 видов самых устойчивых растений: умин песчаный, полынь полевая, ястребинка волосистая и др.

На гравийных карьерах отдельные растения видны на 3…4 год. Первыми из них поселяются мать-и-мачеха, полынь обыкновенная. К 5…6 годам это уже 8…10 видов трав: овсяница овечья, ястребинка волосистая, кошачья лапка и др. К 15 годам насчитывается около 30 видов: сон-трава, тысячелистник обыкновенный, клевер полевой, ежа сборная, мятлик луговой; из древесно-кустарниковых растений: сосна обыкновенная, ива.

На выработанных торфяных карьерах при достаточном количестве влаги и питательных веществ растительность появляется уже в первый год. Вначале появляются редкие растения: мать-и-мачеха, овсяница, зеленый мох, крапива, осока. Через 2…3 года образуется сплошной травяной покров: овсяница, крапива, осока, череда, тростник, хвощ, ситник, гусиная лапка, кислица. Через 5…6 лет поселяются древесно-кустарниковые: ольха черная, ива, калина, лоза, ольха серая, клен, береза, осина, тополь.

Зарастание нарушенных земель создает в молодых почвах запас органических веществ, который в результате биохимических процессов улучшает питательный режим этих почв и способствует образованию устойчивого растительного покрова.

Скорость почвообразования и формирование почвенных горизонтов зависят от свойств почвообразующих пород, их водного и теплового режимов, рельефа, природно-климатических условий данного района, от видового состава растительности и продолжительности природного восстановления земель.

Отвалы и насыпи вскрышных пород быстрее зарастают с северной и северо-западной стороны, поскольку здесь наблюдаются устойчивый водный и тепловой режимы. Южные склоны, испытывающие наибольшие перепады температур и значительную эрозию, покрываться растительностью лишь в нижних частях склона, где накапливается смытый мелкозем.

На 25-летних суглинистых отвалах Подмосковного угольного бассейна под лесным покровом скорость почвообразования составляет 2,4…3,6 мм/год, под травами - 4 мм/год. Там же на молодых 9-летних отвалах под травами - 6,7 мм/год. На песчаных отвалах, поросших травой, скорость почвообразования близка к скорости в лесу - 3,5мм/год.

Интенсивное накопление гумуса на нарушенных землях наблюдается в период от 5 до 20 лет, далее скорость почвообразования снижается, что обуславливается устойчивостью биогеохимических процессов под определенными сообществами растений (рис. 2). В результате этих процессов в конкретных природно-климатических зонах формируются молодые почвы близкие по генезису к зональным почвам, но отличающиеся от современных почв в силу ряда причин:

Процесс формирования почв - это очень длительный процесс;

Нарушенные земли имеют другие по генезису почвообразующие породы;

Факторы почвообразования претерпели изменения.

Поэтому на нарушенных землях, особенно в тех местах, где целевое использование затруднено в силу организационных, технологических, социальных и природно-климатических условий, необходимо стремиться, прежде всего, к стимулированию растительного покрова. Для этой цели можно использовать приуроченность отдельных видов растений к определенным типам и свойствам почв, грунтов и горных пород. Такие растения выявляются в ходе ботанического и видового анализа растительных образцов, взятых на нарушенных землях, и могут быть рекомендованы в качестве пионерных (предварительных, авангардных) культур.

Приуроченность растений к вскрышным породам Курской магнитной аномалии (зона лесостепей) представлена в таблице 4.

На 24-летнем отвале Тишинского месторождения полиметаллических руд, отсыпанного серицито-хлорито-кварцевыми породами, алевролитами, порфиритами, встречаются донник белый и желтый, синяк обыкновенный, иван-чай, мышиный горошек, горец птичий, полынь обыкновенная и горькая, ежа сборная, кострец безостый, овсяница, вейник наземный, мать-и-мачеха и др., из древесно-кустарниковых пород - береза бородавчатая, осина, тополь, клен, шиповник, бузина и др.

Для создания растительного покрова на землях, загрязненных тяжелыми металлами, необходимо учитывать рекомендации таблицы 5, а при наличии в почве мышьяка целесообразно культивировать шиповник.

Таблица 4. Видовой состав растений, приуроченный к отвалам вскрышных пород

Таблица 5. Видовой состав растений, приуроченный к землям, содержащим в избытке соли тяжелых металлов

С помощью растений можно определить преимущественное содержание отдельных металлов в почве. Это свойство растений для целей горного дела начали специально изучать еще в XYI веке. В 1763г. М.В. Ломоносов отмечал: «На горах, в которых руда и другие минералы родятся, растущие деревья бывают обыкновенно нездоровы, то есть листья их бледны, а сами низки, кривлеваты и до совершенной старости своей подсыхают, а трава, под жилами растущая, бывает обыкновенно мельче и бледнее».

На землях, где проведение технической рекультивации затруднено, или возможно повторное их использование (например: повторное использование отвалов, содержащих породы с малой концентрацией редких металлов) создают растительный покров разбрасыванием дражированных семян травосмесей и кустарников. Семена растений с учетом их приуроченности к горным породам разбрасывают самолетом ранней весной вместе с небольшими дозами минеральных удобрений.

Способность растения приживаться используется при рекультивации отвалов нетоксичных вскрышных породах без предварительного нанесения почвенного слоя. Для этого разрабатывается специальная технология культивирования растений, например:

Выращивание бобовых трав в течение 3…4 лет с запашкой на глубину 25…30 см;

Выращивание злаково-бобовой травосмеси с внесением небольшой дозой минеральных удобрений в течение 3…4 лет с последующей запашкой трав на глубину 20…25 см;

Посев трав (викоовсяная смесь, донник) с последующей запашкой.

Применение такой технологии на отвалах Курской магнитной аномалии позволило создать в слое 0…20 см запас гумуса 1.5 % и получить урожай ржи и ячменя около 20 ц/га. Если нарушенные земли предназначены для сельскохозяйственного использования, то общий состав работ биологической рекультивации должен быть следующим:

Планировка поверхности земли и нанесение на нее почвенного слоя, особенно на субстраты, содержащие малопригодные породы (заключительные работы технической рекультивации);

Выращивание пионерных культур (однолетних или многолетних) для активизации процессов почвообразования;

Введение специальных севооборотов для восстановления и формирования почвенного слоя;

Применение приемов почвозащитного земледелия для повышения плодородия почвы и ее устойчивости против эрозии и дефляции;

Мониторинг почв природоохранными и санитарно- эпидемиологическими службами.

Для организации сельскохозяйственных угодий на отвалах, содержащих мергелистые глины, по рекомендациям Днепропетровского СХИ, целесообразно выращивать в качестве пионерной культуры укоснокормовой горох, а затем переходить к посеву яровых, например: ячменя.
В Германии на отвалах буроугольных отвалах применяются севообороты, содержащие около 70% бобовых культур.

По исследованиям кафедры мелиорации и рекультивации земель МГУП выращивание викоовсяной смеси на пойменных луговых почвах, загрязненных нефтепродуктами, ускоряет процесс разложения углеводородов. Как показывает опыт, наилучшими пионерными культурами при проведении сельскохозяйственной рекультивации являются бобовые и бобово-злаковые травосмеси, обладающие высокой фиторекультивационной способностью по сравнению с другими растениями.

В формировании молодых почв при проведении рекультивации для лесохозяйственных целей в качестве пионерных используют бобовые, бобово-злаковые травы, кустарники и некоторые породы деревьев. Из древесно-кустарниковой растительности наибольшее распространение в качестве пионерных имеют: акация белая, лох узколистный, облепиха, акация желтая, смородина золотистая, береза бородавчатая, ива, ольха, тополь, черемуха.

Рекультивация лесохозяйственного назначения проводится для создания на нарушенных землях лесных насаждений промышленного, защитного, водорегулирующего, водо-охранного и рекреационного назначения. Начинается она с подбора древесных и кустарниковых растений в соответствии с пригодностью нарушенных земель для биологической рекультивации и исходя из природно-климатических условий. Например, в степной зоне для рекультивации отвалов, насыпей, карьерных выемок, создания защитных лесных полос рекомендуются следующие породы деревьев и кустарников: вяз, клен ясенелистный, акация белая, тополь черный, дуб красный, дуб черешчатый, акация желтая, смородина золотистая, тамарикс ветвистый, лох узколистный.

Наиболее эффективным приемом биологической рекультивации на нарушенных землях является создание многовидового растительного покрова с участием многолетних трав и устойчивых пород кустарников и деревьев. При такой многоярусной структуре нарушенные земли хорошо защищены от эрозии и дефляции, а благодаря листовому опаду и корневым системам получают большой прирост органических веществ.

На землях, загрязненных техногенными продуктами, главной задачей биологической рекультивации является повышение самоочищающей способности почвы. Решение этой задачи возможно с помощью совместного функционирования технических и биологических систем, оперирующих широким набором мероприятий, в том числе с использованием специально выращенных микроорганизмов.

Рекультивация (очистка) почв от техногенных продуктов с помощью микроорганизмов основан на деструктировании (разложении) этих продуктов в течение регламентированного времени. На практике этот способ применяется для очистки почв, загрязненных нефтью, нефтепродуктами и пестицидами. Технология биодеструктирование включает создание благоприятных водно-воздушных, тепловых и питательных условий микроорганизмам и регулярного контроля численности применяемой популяции. Поэтому эффективность такого вида рекультивации зависит от управляемости регулирующих факторов и качества штаммов.